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最全的抗浮设计(课堂PPT)
计计算
8.2.1 锚杆轴向拉力标准值应按下式计算:
Na k
Htk
cos
(8.2.1)
式中 N ak ——相应于作用的标准组合时锚杆所受轴向拉力(kN);
H tk ——锚杆水平拉力标准值(kN);
——锚杆锚固段有效锚固长度( );
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四、抗浮锚杆设计
8.2.2 锚杆钢筋截面面积应满足下列公式的要求: 普通钢筋锚杆:
下面以地下车库为例,对式5.4.3进行分析 Gk——建筑物自重及压重之和,这里面不包含活荷载和后砌隔墙荷载。 Gk自上而下主要包括车库顶板的覆土荷载,车库顶板的梁板自重,柱子荷
载较小可不参与计算,车库筏板或者防水板上覆土自重,车库筏板或 者防水板的自重。 这里有三点需要注意(1)在计算结构自重时,对自重变异较大的材料和构 件,自重标准值应取下限值
20@200(1571×2=3142mm2) Y方向防水板配筋同X方向。
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三、局部抗浮设计
2.裂缝计算: 根据《混凝土结构设计规范》7.1.1-3,Wmax≤ Wlim
由《混凝土结构设计规范》7.1.2, Wmax=αψζ/Es(1.9Cs+0.08deq/ρte) Ψ=1.1-0.65×ftk/(ρteσs) Ρte=(As+Ap)/Ate 防水板为受弯构件,故α=1.9 X方向: q=51- (0.5×16+0.4×25) =33KN/m2 M=33x8.1x(8.1-2x1.2/3)2/8=1781KNm2 跨中:取Cs=20 M正=0.26x1781/4.05=114.4KN.m σs =M/(0.87Xh0XAs)=114.4x106/(0.87x370x1571)=219.1 ρte=As/Ate=1571/(0.5x400x1000)=0.0079<0.01,取0.01 Ψ=1.1-0.65x2.2/(0.01x219.1)=0.45 Wmax=1.9x0.45x219.1/(2x105)x(1.9x20+0.08x20/0.01)=0.185 <Wlim=0.2(《混
表3.4.5) 同理计算下部钢筋需22@200支座附加22@200,Wmax=0.20 Y方向裂缝计算同X方向。 综上,防水板配筋满足承载力计算和裂缝计算的要求。
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四、抗浮锚杆设计
1.本文仅针对基础形式为独立基础加防水板方式,筏板基础另行研究
当采取抗浮锚杆措施以满足整体抗浮设计要求时,局部抗浮设计应符合以下
As
Kb Nak fy
式中
As
fy
Kb
——锚杆i 钢筋的截面面积(m2); ——普通i 钢筋抗拉强度设计值(kPa); ——锚杆i 杆体抗拉安全系数,应按表8.2.2取值。
表8.2.2 锚杆杆体抗拉安全系数
(8.2.2-1)
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四、抗浮锚杆设计
8.2.3 锚杆锚固体与岩土层间的长度应满足下式的要求:
(8.2.4)
n ——杆体根数(根);
fb ——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值(kPa),应由试验确定,
当缺乏试验资料时可按表8.2.4取值。
表8.2.4 钢筋、钢绞线与水泥砂浆之间的粘结强度设计值fb
注:1 当采用二根钢筋点焊成束的做法时,粘结强度应乘0.85折减系数; 2 当采用三根钢筋点焊成束的做法时,粘结强度应乘0.70折减系数; 3 成束钢筋的根数不应超过3根,钢筋截面总面积不应超过锚孔面积的20%。当锚固段钢筋和 注浆材料采用特殊设计,并经试验验证锚固效果良好时,可适当增加锚杆钢筋的数量。 25
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二、整体抗浮计算
Gk=Gk1+γw×h21+γs’×h21+γs×h22 =Gk1+γs×h2
Nw,k=γw×hw
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二、整体抗浮计算
Gk=Gk1+γw×h2+γs’×h2+γw×h3 =Gk1+γs×h2+γw×h3
Nw,k=γw×hw =γw×(h1 +h2) +γw×h3
Gk=Gk1+γs×h2 Nw,k=γw×(h1 +h2) 但局部抗浮设计不适用
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二、整体抗浮计算
(2)水头高度的计算,无论抗浮设计水位的标高是否高于地下室顶板,计 算时最高取至地下室顶板标高
(3)地下室顶板的覆土容重,位于地下水位以下,取浮容重,位于地下水 位以上根据压实程度取16~17
以下根据水位于车库的三种标高关系分别推算
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二、整体抗浮计算
Gk=Gk1+γs×h2 Nw,k=γw×hw
(上柱墩高度300,C=0.3+0.6+0.3=1.2) 由表9.2.4,(以端跨为例)得: X方向:跨中正弯矩最大值:M正=0.26 ×2743.7/4.05=176.2KNm
支座负弯矩最大值:M负=0.5 ×2743.7/4.05=338.7KNm 混凝土强度等级为C35,钢筋等级为HRB400,防水板厚h=400mm,则 As正=176.2 ×106/(0.9 × 360 ×370)=1470mm2 As负=338.7 ×106/(0.9 × 360 ×350)=2987mm2 所以,防水板上部钢筋取20@200(1571mm2),双向设置,下部钢筋支座处20@200附加
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二、整体抗浮设计
2、若整体不满足设计要求时,通常有三种处理方式 增加压重、采用抗浮锚杆、采用抗拔桩
整体抗浮稳定性不满足设计要求而采取增加压重的措施时,可采取地 下室底板压重,顶板压重两种方式。压重材料可根据需要选用普通回 填土、毛石混凝土、素混凝土、铁屑混凝土等 1)对于非岩石地基如粉质粘土、粉土、中粗砂等易开挖的地基,应首 选地下室底板压重方案。其优点是地下室底板局部抗浮受力减小从而 节省结构底板造价,地下室顶板梁不受影响;缺点是开挖及回填量增 大、竖向构件长度增大。 2)对于岩石地基等开挖难度较大的地基,优选地下室顶板压重的方案 (多层地下室同理),其优点是减少爆破开挖及回填量、竖向构件长 度不受影响;缺点是底板,顶板均比底板压重方案增加受力及结构造 价(竖向构件可能也会增加造价)
合计:Gk=35.2+16.25+4.35=55.8
55.8/1.05=53.1>51
整体抗浮满足设计要求 2、局部抗浮设计
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三、局部抗浮设计
2、局部抗浮设计
(柱距8.1X8.1)
柱帽在计算弯矩方向的有效宽度
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三、局部抗浮设计
见上部两个图图示,按照经验系数法计算,应先计算垂直荷载产生的板的总弯矩设
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三、局部抗浮设计
1、局部抗浮设计(以如下布局为例进行计算)
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三、局部抗浮设计
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三、局部抗浮设计
1、首先验算整体抗浮是否满足
水浮力:F=(4.2+0.5+0.4)x10=51 覆土折算荷载:(1.7+0.5)x16=35.2
顶板底板折算荷载:(0.25+0.4)X25=16.25
顶板主次梁折算荷载:【0.5x(1-0.25)x2x8.1+0.3x(0.8-0.25) x4x8.1】X25/(8.1x8.1)=4.35
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三、局部抗浮设计
1、局部抗浮设计必须在整体抗浮稳定性满足设计要求的前提下进行 2、当地下室整体抗浮满足要求或采取压重措施后整体抗浮满足要求时,局
部抗浮设计应包含以下内容: 1)荷载确定:基底标高浮力-底板及其上覆土自重
承载力计算时应乘以分项系数,其中水浮力的分项系数取1.35,自重 的分项系数取1.0 裂缝计算时取标准值 2)根据不同的基础形式选用不同的计算方法,进行地下室底板(基础) 混凝土构件的抗弯、抗剪、抗裂等计算,完成截面配筋设计。 3)构造设计:除梁板式抗水底板外,独立基础加抗水底板、筏板等基础 形式均需满足无梁楼盖的构造要求。
式中
la
KNak •D• frbk
(8.2.3)
l a ——锚杆锚固体抗拔安全系数,按表8.2.3-1取值;
K ——锚杆锚固体长度(m),尚应满足本规范8.4.1条的规定;
frbk ——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值(kPa),应通过试验
确定,当无试验资料时可参见表8.2.3-2和表8.2.3-3取值;
D ——锚杆锚固段钻孔直径(mm)。
表8.2.3-1 岩土锚杆锚固体抗拔安全系数
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四、抗浮锚杆设计
表8.2.3-2 岩体与锚固体极限粘结强度标准值
注:1 适用于注浆强度等级为M30; 2 仅适用于初步设计,施工时应通过试验检测; 3 岩体的结构面发育时。取表中下限值;
4 岩石类别根据天然单轴抗压强度fr划分:fr<5MPa为极软岩,5MPafr<15MPa 为软岩, 15MPa fr<30MPa 为较软岩,30MPafr<60MPa 为较硬岩, fr 15MPa 为坚硬岩,
计值,然后按照《全国民用建筑设计技术措施/结构/混凝土结构》表9.2.4确定
柱上板带和跨中板带的弯矩设计值
① 对X方向板的总弯矩设计值,按下式计算:
②
Mx=qly(lx-2C/3)2/8
③ 对Y方向板的总弯矩设计值,按照下式计算:
My=qlx(ly-2C/3)2/8
式中 q—垂直荷载设计值
①
lx ly---等代框架梁的计算跨度,即柱中心线之间的距离
要求:
1)确定抗浮锚杆方案:每平米锚杆抗力=基底标高浮力-底板及其上部覆土
自重/Kw
2)基础形式为独立基础加防水板时,抗浮锚杆布置在独立基础范围以外的抗
水底板区域,独立基础范围内一般无需布置。防水板厚度应满足抗渗等
级、锚杆锚固等要求。防水板配筋按构造要求设置,锚杆间距较大时尚
应复核防水板配筋。
3)抗浮锚杆设计参《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013 第8.2节 设